レンズとカメラ本体のどちらに焦点を合わせる速度に影響しますか？

速度が最も重要ですが、正確さの説明も同様にいただければ幸いです。

オートフォーカスシステム

オートフォーカスはシステムです。AFシステムのパフォーマンスを高めたり、高精度を達成したりするのに特に責任がある単一のパーツはありません。最近のカメラでは、AFをサポートするコンポーネントとソフトウェアはレンズとカメラ本体の両方にあります。まだレガシーAFシステムに基づいている一部のカメラでは、これらのコンポーネントは、最新の完全電子AFシステムよりも劣るか、大幅に劣るかもしれません。

一般的な観点から、モーターがレンズに収納されている電子オートフォーカスシステムは、最高のパフォーマンスと最高の精度を提供します。ただし、フォーカスモーターを備えたAFレンズは、画像の一部にすぎません...そのモーターを駆動して機能させるには、何かが必要です。モーターにはさまざまな種類があり、安価で効果が低いものもあれば、より高価で効果的なものもあります。機械的および電気的コンポーネントに加えて、AFシステムを操作するための適切なソフトウェア...ファームウェアも必要です。最近の電子AFシステムでは、ファームウェアは通常、レンズとカメラ本体の両方に存在します。古いシステムでは、ファームウェアはおそらくカメラ本体にのみ存在します（一部の古い設計では、レンズではなくカメラ本体にモーターが含まれていたため、AF駆動モーターと共に存在する可能性があります）。

オートフォーカス操作

以前のオートフォーカスは、カメラがAFドライブの動きを開始し、レンズが調整され、別のAF調整を実行するように指示されるまでシステムが停止する、部分的な開ループフィードバックシステムで達成されていました。正確な実装によっては、1つのAFコマンドに応答して複数のレンズの動きが発生した可能性があります。これは、レンズのファームウェアが制限されているか、ファームウェアがないために、適切なフィードバックループが妨げられた可能性があります。

最新のAFシステムでは、AF駆動は閉ループフィードバックシステムによって実現されます。閉ループでは、フォーカスが達成されるまでAF調整が継続的に実行されます...少なくとも特定の許容範囲内で。これは、オートフォーカスレンズに内蔵されたはるかに豊富なファームウェアにより可能になり、レンズとカメラ間のより完全な双方向通信が可能になります。カメラはレンズに特定の動きをするように指示し、レンズは要求された動きをしたかどうか、および動きが要求された量であったかどうかに関する情報を提供できます。カメラとレンズは、ユーザーからの単一のAFコマンドに応答して継続的に調整を行い、より正確な焦点を達成できます。

このような閉ループフィードバックは、新しいレンズテクノロジー、カメラ本体のより高度なAF駆動ソフトウェア、およびより正確な位相シフト検出センサーによってサポートされる、AFシステムの最近の登場です。AFの速度と精度は、AFセンサーの機能、AFセンサーポイントの数、AF駆動ソフトウェアの機能、およびカメラ内プロセッサーの速度にますます依存しています。

オートフォーカス精度

正確さに関しては、役割を果たすいくつかの特定の要因があります。AFセンサーがおそらく最も重要な要素ですが、レンズのファームウェアとレンズの光学品質も重要です。メータリングシステム、特にカラーメータリングシステムも最近のカメラのAFシステムに結びついており、以前は不可能であった、または非常にハイエンドのカメラでのみ可能な機能の向上を提供します。現在のデジタル一眼レフカメラでは、単一の高精度ポイントを備えた基本的な9ポイントセンサーから41の高精度ポイントを備えた61ポイントセンサーまでのさまざまなAFセンサーが市場に出回っています。各AFポイントのサイズ、それらの密度、位相検出センサーラインの向き、さらにセンサーラインの収束方法さえも、AFシステムの精度と正確さに影響します。

当然のことながら、AFセンサーが複雑になり、AFポイントの数が増えるほど、センサーを駆動するソフトウェアも複雑になります。多数のポイントと高精度のポイントが多数ある現代の「網状」（ネットのような）AFシステムでは、AFドライブソフトウェアは一般にかなり高度です。オリーブ/ティール（赤-緑および青-緑）または完全なRGBのいずれかの測色センサーがAFシステムの決定に関与し、被写体の色、形状、さらには既知の被写体のライブラリーに基づく識別を使用して支援することができますフォーカスを決定するときに使用するAFポイントの選択。

AFフレームの精度はその構造に依存します。ある単一のライン点、水平と垂直の両方のセンサ、十字型のポイントの両方単一AFポイントにおける水平および垂直ラインセンサ、および伴わ、対角線クロスタイプ点単一ために互いに反対に2つの45度のラインセンサを含みます測距点、および標準と対角線の両方のタイプのセンサーセットを1つの測距点で利用するダブルクロスタイプポイント。単一のAFポイントでの位相シフトの検出に関与するラインセンサーが多いほど、そのポイントで検出される焦点の精度が向上します。

各センサーの設計も異なります。一部のラインセンサーは、ラインあたりのフォトダイオードの数が多いため非常に高精度であり、位相シフトをより細かい単位で検出でき、さらに多くの光を必要とします。その他は、ラインあたりのフォトダイオードの使用数が少ないため精度が低く、センサーあたりの光をより多く感知するため、全体的な光量が少なくなります。一部のAFフレームは、特定の最大絞りまでしか機能しません。最高精度のポイントはf / 2.8を必要とする傾向があり、通常、AFシステムではこれほど正確なポイントは少なくなります。ほとんどのAFポイントは、少なくともf / 4またはf / 5.6を必要とし、光量が少ないほど動作しますが、精度も低くなります。一部の高度なAFシステムは、最大絞りがf / 8のレンズ（1.4x TCのf / 5.6レンズまたは2x TCのf / 4レンズなど）で動作する1つ以上のAFポイントをサポートしています。

オートフォーカス性能

AFシステムの速度に関して言えば、これは実際には2つのものに要約されます。それは、光と処理パフォーマンスです。ほとんどすべての場合、レンズから降りる光が多いほど、AFは速くなります。これは、AFセンサーを収容するDSLRミラーの下の小さなパッケージであるAFユニットが、実際に開口部を通過する光の一部のみを使用するという事実によるものです。ミラー自体は半分銀メッキされており、光の約50％がミラーに到達して2次ミラーに到達します。セカンダリミラーは、その50％の光をAFユニットに反射します。さらに、AFフレームで覆われたフレームの領域のみが実際にメインミラーで半分シルバー化されているため、最初の場所に含まれるのは光の総量の一部だけです...したがって、レンズ開口部を通過する光の総量。さらに、センサーの上のAFユニットの上部にある特別なレンズは、センサーに到達する光をさらに分割します。AFユニットに到達する光は、同じ数のAFポイントで分割され、各AFポイントについて、光は再び分割されて、各AFポイントの位相シフトを検出する各ラインセンサーの2つ、4つ、または8つの半分に到達します。AFセンサーは、レンズを通過する光の50％未満で機能する必要があり、各AFポイントはその光の一部で機能します。

最高の精度のAFポイントを使用するのに十分な光量があると仮定すると、パフォーマンスの重要な要素は、AFドライブソフトウェアの効率とそれを実行するプロセッサの速度です。高速プロセッサで動作する効率的なアルゴリズムと、独自のファームウェアに高速プロセッサと効率的なアルゴリズムが含まれる高品質レンズを組み合わせると、最高のAFパフォーマンスが得られます。Canon 1D Xの場合、AFおよびメーターシステムには、コアイメージプロセッサーから独立した専用のプロセッサー（独自の設定）があり、処理能力を中断することなく連続AFを提供します。高性能コンピューティングにより、レンズとカメラの両方のAFシステムで、数秒で数回クローズドループAF微調整を実行でき、非常に高い精度をサポートします。

ボディとレンズにまたがるAFには複数の方法があり、すべてがシステムとして連携するため、これは複雑な問題です。それは、光学系を動かすために使用されるメカニズムに依存します。

ねじ駆動のフォーカス速度は、レンズを駆動するカムをボディがどれだけ速く回転できるか、そしてレンズのフォーカスメカニズムに存在する重量と摩擦にある程度依存します。（余談ですが、ネジ駆動のAFレンズは、古い手動レンズと比較して「安い」と感じる傾向がある理由の1つです：モーターを強制的に動作させずにすばやく焦点を合わせるために、重量と摩擦を低くする必要があります。 。レンズが身体によって回されているとき、人間の手が微調整をするのを助ける抗力は望ましくありません。

レンズ内モーターは、スクリュー駆動のAFよりも速く（そして静かに）なる傾向があります。そのため、フォーカシングがどのくらい速く行われるかは、ほぼ完全にレンズに依存します。体内の電源の状態は、体がその力を管理する方法に応じて、いくつかの小さな役割を果たす場合があります。

精度とは、画像がどの程度フォーカスされているか、フォーカスメカニズムを細かく制御できること、および動かされていないときのメカニズムの位置をどれだけうまく保持できるかについて、体がどれだけうまく判断できるかを表す関数です。

ミノルタの第1世代AFレンズの一部を第1世代のMaxxum 9000ボディ（かなり最初の実際のAF SLRs ¹）とかなり現在の（Sony Alpha A900）ボディを比較すると、まったく同じレンズでも、新しいボディでは速度が劇的に向上します。、古いボディの新しいレンズは、速度を少しだけ向上させます（あるとしても）。私はこれを客観的に測定していませんが、主観的に、新しいレンズを備えた古いボディはおそらく20〜30％の改善をもたらしますが、新しいボディを備えた古いレンズはおそらく5倍以上高速です。

ただし、速度の向上はその期間中は非常に非線形でした。私は1998年または'99年のMaxxum 9も持っています。これは、A900とほぼ同等です-どちらかと言えば、それはわずかに速いように見えますが、確かではありません。

レンズの年齢によって速度に大きな違いが生じるわけではないことを付け加えておきますが、まったく同じ年齢のレンズにはかなりの違いがある場合があります。たとえば、私には多数の第1世代のMinolta AFレンズがあります-28、35、50、135、28-135です。135は、一例として、非常に高速に焦点を当てています。私は85 / 1.4もより新しいですが、135はまだかなり速く焦点を合わせています。

少なくとも静止画の場合、精度は主に身体に依存します。フォーカスがオープンループで行われた場合、レンズが移動するように指示された距離とレンズが実際に移動した距離との間の不正確さは、フォーカスの不正確さにつながります。一般に信じられていることとは逆に、オープンループフォーカシングが標準になったことはなく、おそらくまったく使用されていなかったと思います（たとえば、ミノルタの1982年の特許はクローズドループシステムを開示しています）。それが閉ループであることを考えると、より正確なレンズの動きは、正確な焦点を取得するための微調整が少ないことを意味します。

少し異なるテーマで、f / 2.8対f / 4、f / 5.6（など）センサーでは、実際の問題はほとんどの場合に使用される光の量ではないことに注意してください。実際の問題は、主にセンサーから見たレンズの直径（角度として表される）です。それを説明するには、まずバックアップして、AFセンサーがどのように機能するかについて少し説明する必要があります。とりあえず、単純な単一ラインセンサーに固執しましょう。これは、ほとんどのマニュアルフォーカスカメラの画面の中央にあるスプリットイメージとよく似た2つのプリズムから始まります。各プリズムの後ろにはラインセンサーがあります。分割画像ビューファインダーの場合と同様に、カメラはこれら2つのプリズムを通過する画像を位置合わせすることで焦点を見つけます。

f / 2.8センサーと（たとえば）f / 5.6センサーの基本的な違いは、これらのプリズムの角度です。これにより、フォーカスセンサーによって「監視」される2つのストリーム間の角度が決まります。2つのプリズムによってキャプチャされている光の間の角度が広いほど、2つのセンサーによってキャプチャされた画像の位置ずれが大きくなります。これにより、カメラはミスフォーカスの度合いを判別しやすくなり、最終的なフォーカスをより正確に判別できます。

ただし、重要な点は、光の量ではなく、光の角度についてです。室内のf / 2.8センサーは、完全な太陽光の下でも（簡単に）f / 5.6センサーよりも優れています。同様に、センサーの定格よりも速いレンズ（たとえば、f / 1.4レンズ、f / 2.8センサー）を使用しても、本質的にまったく改善されません。

体にモーターがあることとレンズのことの速度の違いが行く限り、私は再び常識に反する必要があるのではないかと心配しています。たとえば、ミノルタはボディ駆動とレンズ内（SSM）の両方のバージョンで300 / 2.8レンズを製造しました。SSMバージョンは（予想どおり）実質的にサイレントで、焦点が速くなっているように "感じ"ますが、ここではいくつかの客観的な測定を行いましたが、SSMバージョンは、機械駆動の先行モデルよりもわずかに遅いことがわかりました。しかし、それが発表されたときには、それはそれほど重要ではありませんでした。機械的に駆動されるレンズは「十分に高速」でした。

ただし、追従するために、SSM / HSM / USMレンズにはエッジがあるように見えることを付け加えておきます。これは、動きの正確さよりも焦点速度とは関係がないと思います。一眼レフでは、写真が撮られる前にミラーが跳ね上がる間、通常80-100msの遅延があります。AFシステムはフォーカスの動きを見て、シャッターが実際に開いたときの動きを予測します。ただし、通常のAFとは異なり、これが「オープンループ」で行われる必要があることに疑問の余地はありません。ミラーが跳ね上がるとすぐに、AFセンサーは光を受け取らなくなり、何も感知できなくなります。したがって、その間、AFシステムはレンズのフォーカスを動かし続けるだけで、その動きが発生したことをどの程度反映しているかを確認する方法はありません。

現時点ではリンクが見つかりませんが、あるサイトが数年前にテストを行いました。私が覚えているように、彼らは車にターゲットを取り付けて、車がカメラを通過するまで写真を撮って、カメラに向かって運転しました。

結果をどのように解釈したいかに応じて、その結果をソニーまたはキヤノンのどちらかを支持するものとして読み取ることができます。ソニーA700はピントの合った画像の割合が最も高かったが、当時のCanon 1D（マークIVだと思う）は、より高いフレームレートのおかげで、より多くのピントの合った画像を生み出した。

概要：

1. 少なくとも初期のAFシステムが本当に遅かったので、体は大きな違いをもたらします。1a。しかし、その違いのほとんどは10年以上前に起こりました。
2. f / 2.8対f / 5.6（など）センサーの場合、重要なのは実際にはf / stopであり、光の量ではありません。
3. ボディ駆動型とレンズ駆動型のフォーカスの違いはかつては大きなものでしたが、現在は最小限に抑えられています。つまり、レンズごとのクラスではなく、クラスごとの違いです。3a。しかし、次の焦点については、レンズ内モーターには依然として大きな利点があります。

私はビデオを撮影しませんが、予測フォーカスのように3aがおそらくビデオにも当てはまるのは十分だと思います。

この前にいくつかの試みがありました-いくつかの例としては、ニコンF3AFとペンタックスのモデル番号を覚えていません。どちらも気付くほど売れていません。純粋に技術的な観点から見ると、どちらも正直なところ、概念実証以上のものと見なすことはできません。十分な忍耐力があれば、それらを何かに向けると、最終的には正しい焦点を見つけることができるでしょう。しかし、私はどちらも完全に非現実的だと評価します。フォーカシングは遅すぎて役に立たず、レンズの選択が制限されたため、いずれにしてもほとんど問題になりませんでした。ペンタックスにはAFレンズが1つしかなく、Nikonは2つしかありませんでした。

キヤノンの機器について言えば、速度は主にレンズによって決まり、ボディによって正確になります。ただし、精度は、レンズモーターの精度にも一部依存します。

基本的に、レンズとボディはクローズドループシステムとして機能します。体内のコンピューターが現在の焦点状態を決定します。この情報は、センサーを介して収集されます。数とタイプはボディによって異なります。たとえば、ローエンドモデルには、中央に1つのクロスタイプセンサーと他の8つのポイントタイプセンサーがあります。次に、コンピューターはレンズに要求を送信して、8データビット、1ストップビットのSPIプロトコルで集束要素を回転させます。

これで、レンズのマイクロコントローラーは、モーターを実行して要求された位置に到達するまでの時間を要求します。これ自体は開ループシステムであり、その速度と精度はレンズにのみ依存します。これは開ループプロセスであり、レンズには位置フィードバックがまったくありません。それは、それがそうあるべきだと思っているだけ回転します。ここでレンズモーターの精度が重要になります。要求された位置に到達すると、ボディは再びフォーカスをチェックします。フォーカスに満足した場合、ユーザーに通知を送信するか、位置の修正を要求します。

ただし、実際には、モーターの精度はフォーカスの精度に実際には影響しません。クロスポイントセンサーとほこりの古さは、おそらくはるかに大きな要因になるでしょう。